Simulace topologických solitonů. Kredit: Heidmann et al. (2023), Phys. Rev. D.

Vypadá to jako černá díra. Ohýbá to světlo jako černá díra. Ale ve skutečnosti je to nový typ hypotetické hvězdy, který na fyziky nedávno vykoukl z rovnic a simulací. Jako by záhad ve vesmíru nebylo dost. Nedávný výzkum odborníků americké Johns Hopkins University stvořil nové objekty, které vědce překvapily.

Pierre Heidmann. Kredit: P. Heidmann.

Jak přiznává vedoucí výzkumu Pierre Heidmann, docela je to šokovalo. Tyhle objekty vypadají, tedy hypoteticky, jako gravitační chřtán černé díry. Mělo by z nich ale přicházet záření, protože nemají klasický černoděrový horizont událostí. Badatele inspirovalo první pozorování gravitačních vln v roce 2015, související s černými dírami. Rozhodli se prozkoumat možnost existence objektů, kterou budou vytvářet podobné gravitační efekty, ale přitom nepůjde o černé díry.

Logo. Kredit: Johns Hopkins University.

Tým Johnse Hopkinse v rámci svého výzkumu simuloval objekty, kterým říkají topologické solitony. To je bohužel poměrně nešťastný pojem, pod nímž si různá odvětví vědy představují různé věci. Jde o různé typy topologických defektů, od poruch v krystalech až po skyrmiony v kvantové teorii pole a fluxony v supravodičích.

Když tedy badatelé simulovali astrofyzikální topologické solitony, ukázalo se, že ohýbají časoprostor prakticky stejně jako černé díry, ale na rozdíl od nich může z topologických solitonů unikat záření. Jak říká Heidmann, topologické solitony tohoto typu ohýbají paprsky záření, ale nepohlcují ho. Pozorovatel by neviděl temnotu gravitačního jícnu, ale rozostřenou změť čehosi, kterou by vytvářelo záření, zběsile obíhající kolem tohoto objektu.

Mohou takové topologické solitony existovat? Prozatím těžko říct. Jde sice o první simulace astrofyzikálně relevantních objektů, které jsou těsně spjaté s teoriemi strun, ale zároveň je to hendikep, který topologické solitony tíží. Teorie strun totiž v dnešní době čelí velkému rozčarování a odvrací se od nich řada dřívějších zastánců. Schválně, kdy jste naposledy slyšeli o teoriích strun?

Sami autoři studie ostatně přiznávají, že jejich topologické solitony vlastně nejsou predikce hvězdných objektů, ale spíš začátek výzkumného programu, který by měl k takovým predikcím teprve časem dospět.

Video: Pierre Heidmann | Schwarzschild-like Topological Solitons in Gravity

Literatura

John Hopkins University 20. 4. 2023.

Physical Review D online 7. 3. 2023.